题目内容

跳伞运动员做低空跳伞表演,当飞机离地面224m水平飞行时,运动员离开飞机在竖直方向作自由落体运动.运动一段时间后,立即打开降落伞,展伞后运动员以a=12.5m/s2的加速度匀减速下降.为了运动员的安全,要求运动员落地速度最大不得超过v=5m/s,g=10m/s2.求:
(1)运动员着地时相当于从多高处自由落下?
(2)运动员展伞时的速度是多大?
(3)运动员在空中运动的总时间为多少?
分析:(1)由自由落体运动高度速度公式求解
(2)展伞的速度即是自由下落的末速度,又是匀减速的初速度,由位移公式求解
(3)匀加速和匀减速的时间之和就是总时间
解答:解(1)由运动学公式,得:h=
v2
2g
=1.25m

(2)设运动员展伞时的速度为vm,有:
v
2
m
2g
+
v
2
m
-v2
2a
=224

解得:vm=50m/s
(3)设运动员自由下落的时间为 t1,则:t1=
vm
g
=5s

设运动员减速下落的时间为 t2,则:t2=
vm-v
a
=3.6s

所以运动员在空中下落的总时间为t=t1+t2=8.6s
答:(1)运动员着地时相当于从1.25m处自由落下
(2)运动员展伞时的速度是50m/s
(3)运动员在空中运动的总时间8.6s
点评:复杂运动过程都是由简单过程组成的,因此解答复杂运动问题,关键是分析清楚其运动过程,搞清运动形式,然后根据相应规律列方程求解.
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